2018 Fiscal Year Research-status Report
北太平洋渦解像モデルを用いた大気擾乱や潮汐が物質循環・生態系に与える影響の理解
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17K05662
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
笹井 義一 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, グループリーダー代理 (40419130)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 英治 国立研究開発法人海洋研究開発機構, アプリケーションラボ, 主任研究員 (50359220)
野中 正見 国立研究開発法人海洋研究開発機構, アプリケーションラボ, グループリーダー (90358771)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 物質循環 / 生態系 / 中規模海洋循環 / 大気擾乱 / 潮汐 / 低次生態系モデル / 高解像度海洋大循環モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大気擾乱や潮汐混合、海洋の中規模現象が海洋の物理環境変化を通じて、海盆スケールの物質循環・生態系に与える影響を理解するため、植物プランクトンの成長速度を固定した従来の低次生態系（NPZD）モデルと研究協力者が中心に開発した最適な海洋環境(栄養塩や光)に適応した植物プランクトンの成長速度を表現できる低次生態系モデル（Flexible Phytoplankton Functional Type, FlexPFTモデル）を海洋の中規模現象（渦や海洋循環など）が再現できる北太平洋渦解像モデル（OFES）にそれぞれ組み込み、シミュレーションを実施した。モデルの駆動力として、気象庁が提供する55年長期再解析データ(The Japanese 55-year Reanalysis, JRA55)を使用した。
モデルで再現される栄養塩や海面クロロフィル、生物生産の時空間分布（水平分布や鉛直分布、季節性）を改善するため、衛星観測データや現場観測データとモデル結果をそれぞれ比較し、二つの低次生態系モデル（NPZDモデルとFlexPFTモデル）におけるパラメータ（成長速度や捕食、死亡、沈降速度など）をチューニングした。その結果、再現される栄養塩やクロロフィルの水平分布、鉛直分布、季節性が、昨年度に比べ改善された。また、二つのモデルで再現される生物生産の時空間分布（季節や亜寒帯域）の違いが、動物プランクトンやデトリタスの時空間分布にも影響することが確認できた。
これらの研究成果は、国内外の学会等で発表した。さらに、北太平洋亜熱帯域における栄養塩供給に対する中規模渦の影響を解析した論文を公表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
大気の再解析データを駆動力として作成した海洋の定常場（水温や塩分分布、循環場）を初期値とし、従来の低次生態系（NPZD）モデルと研究協力者が中心に開発した最適な環境(栄養塩や光)に適応した植物プランクトンの成長速度を表現できる低次生態系モデル（FlexPFTモデル）を組み込み、シミュレーションを実施した。シミュレーションした結果と衛星観測データや現場観測データの比較から、それぞれの生態系モデルの再現性を確認し、モデルパラメータのチューニングを実施した。その結果、再現される栄養塩やクロロフィルの時空間分布が、昨年度に比べ改善したことを確認した。また、二つのモデルで再現される生物生産分布の違いが、動物プランクトンやデトリタスの分布の差に影響することを確認した。
しかしながら、生態系モデルの再現性を向上させるため、モデルパラメータのチューニングに時間が掛かかり、大気擾乱や潮汐混合の影響を調べるためのシミュレーションが計画通り実施できなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
二つの低次生態系モデルのパラメータチューニングを実施した結果、改善を確認できたので、大気擾乱と潮汐の影響を含む長期シミュレーションを実施し、二つの低次生態系モデルシミュレーション結果を解析し、その違いを議論する。大気擾乱や潮汐混合が引き起こす海洋環境変化についても同時に解析を進め、その知見を反映させる。さらに、研究計画であげた物質循環・生態系に与える大気擾乱と潮汐の影響をそれぞれ調べるための感度実験を実施する。
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| Causes of Carryover |
モデルのパラメータチューニングに時間を費やしたためシュミレーションデータの準備が整わず、HDDの購入を延期した。次年度に、解析用のHDD購入と国際会議等に出席するための旅費と参加費、英文校閲料等への使用を予定している。
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